Guten Tag,
nachdem ich in der Vorbereitung auf mein im Titel genanntes Projekt unzählige Stunden in diesem Forum mit lesen verbracht habe, wird es nun Zeit mein kleines Projekt vor zu stellen und gleich mal noch ein paar Fragen zu stellen
Aber zuerst zum Projekt selbst: Geplant ist eine 120cm hohe VAWT (Savonius mit zusätzlichen flügeln) mit 20 cm Durchmesser (mehr geht erstmal via 3D-Druck nicht -> ist aber schon in Planung) zur Montage an einer Betonsäule meines Balkons (Leider steht mir kein Garten und auch das Hausdach nicht zur Verfügung ).
Hier mal der "Grundriss"
Über das Windrad soll eine kleine 12V Batterie geladen werden. Über die Batterie wird vorerst nur ein Raspberry Pi betrieben der mir per Weboberfläche die Möglichkeit bietet Windgeschwindigkeit (über Anemometer), Rotationsgeschwindigkeit der Turbine (über Reedkontakt) und erzeugten Strom zu überwachen. Ich muss dafür ca. 30 Wh / Tag produzieren... mehr dürfte mit einer so kleinen Turbine vermutlich auch nicht möglich sein.
Der aktuelle Stand: Rotor und Wandhalterung sind bereits fast fertig gebaut.
Es fehlt noch ein Rotorteil, die Edelstahlrohre der Wandhalterung müssen noch auf Ankerplatten geschweißt werden und natürlich wird jedes PLA Teil noch Lackiert (Grundierung, Weiß und Klarlack).
Jedes Teil ist um 15° auf der Z Achse verschoben (15 cm Bauteil Höhe). Über die gesamte Länge von 120cm bekomme so eine Verschiebung von 120° und somit eine leichte Helixform.
Die einzelnen Rotorteile sind mit mit UHU endfest 300 verklebt und zum Lackieren bereits angeschliffen.
Als Achse wird ein 20mm Edelstahlrohr verwendet. Jedes Rotorteil wird mit einer M3 Schraube durch die Achse verschraubt. Oben und unten Setze ich Gedruckte M10 Gewinde als Abschluss der Achse ein. Die Gewinde werden von den M3 Schrauben des obersten und des untersten Rotorteils gequetscht, wodurch ein Lösen verhindert wird. Oben und unten wird die Achse durch Flanschlager mit M10 Schrauben befestigt.
wie auf dem Bild zu sehen, ist auf der oberen Wandhalterung bereits das Anemometer aufgesetzt. Unten soll dann der Generator befestigt werden.
Bis dahin läuft eigentlich alles ganz gut.
Jetzt aber zum fraglichen Teil des Projektes:
1. Der Generator.
Selbst verständlich will ich den auch selber bauen und habe schon mal ein klein wenig geplant... Leider habe ich von der Thematik gar keine Ahnung und auch nach Stunden langem Lesen hier im Forum sind immer noch offene Fragen.
Der Plan:
Der Generator wird selbst nur einen Durchmesser von ca. 18 cm haben (Scheibengeni). Ich will mit 9 Spulen, 12 Magneten arbeiten. Ich möchte N52 Magnete mit den Maßen 30x10x5 verwenden. Der Luftspalt wird 8 mm betragen. Die Kupferspulen werden mit 0,6mm Draht gewickelt (76 Windungen). Der Stator wird aus Epoxid gefertigt... 3D-Druck bietet sich hier nicht an.
Hier mal eine Spule:
Hier kommt allerdings schon die erste Frage auf. Das Spulenloch habe ich jetzt so geplant, dass der Magnet locker rein passt. Ist das richtig so? Oder muss der Magnet überstehen?
2te Frage: Der Spulenabstand... welchen Einfluss hat der Spulenabstand? Nur auf die Baugröße oder gibt es da Vor- bzw. Nachteile beim Wirkungsgrad?
3te Frage: Die Scheibe mit den Magneten wollte ich ursprünglich auch Drucken:
Allerdings kann ich nicht abschätzen wie hoch die Belastung der Scheibe sein wird. Sowohl mechanisch als auch thermisch.
Also war meine Idee noch ein 3mm Stahlblech auf die Rückseite zu kleben (mit UHU endfest 300). Das würde zumindest die mechanische Belastung erhöhen. Sollte ich hierbei lieber auf 3D Druck verzichten und vll. lieber gleich eine Stahlronde verwenden?
Nächste Frage wäre dann auch: Müssen sich die gegenüberliegenden Magneten anziehen? Oder Abstoßen? Den Punkt habe ich noch nicht ganz verstanden. Wozu genau benötige ich die 2te Magnetscheibe? Gibt es da auch Alternativen?
Ich denke mal das sollte vorerst zum Geni reichen.
Aber keine angst, es geht gleich weiter mit Fragen.
Jetzt zum Thema Batterie laden. Ich will einen Laderegler zum Laden der 12V Batterie verwenden. Allerdings habe ich recht schnell bemerkt, dass die Laderegler für Windkraft sau teuer (für ein Projekt wie meines) sind. Was steckt da für Magie drin, dass man so viel Geld dafür bezahlen soll? Und was macht der 500€ Laderegler besser als der noname 40€ Laderegler auf Ebay? -> natürlich im Bezug auf mein mini Windrad. Wenn der eine 40 A ab kann und der andere nur 10 A ist zumindest einer der Unterschiede klar. Aber in solche Größenordnungen komme ich ja gar nicht. Bestimmt gibt es aber noch wesentliche Qualitätsunterschiede oder?
So, fürs erste fällt mir nichts mehr ein... jetzt muss ich auch erstmal wieder durchatmen
Grüße
Hannes
nachdem ich in der Vorbereitung auf mein im Titel genanntes Projekt unzählige Stunden in diesem Forum mit lesen verbracht habe, wird es nun Zeit mein kleines Projekt vor zu stellen und gleich mal noch ein paar Fragen zu stellen
Aber zuerst zum Projekt selbst: Geplant ist eine 120cm hohe VAWT (Savonius mit zusätzlichen flügeln) mit 20 cm Durchmesser (mehr geht erstmal via 3D-Druck nicht -> ist aber schon in Planung) zur Montage an einer Betonsäule meines Balkons (Leider steht mir kein Garten und auch das Hausdach nicht zur Verfügung ).
Hier mal der "Grundriss"
Über das Windrad soll eine kleine 12V Batterie geladen werden. Über die Batterie wird vorerst nur ein Raspberry Pi betrieben der mir per Weboberfläche die Möglichkeit bietet Windgeschwindigkeit (über Anemometer), Rotationsgeschwindigkeit der Turbine (über Reedkontakt) und erzeugten Strom zu überwachen. Ich muss dafür ca. 30 Wh / Tag produzieren... mehr dürfte mit einer so kleinen Turbine vermutlich auch nicht möglich sein.
Der aktuelle Stand: Rotor und Wandhalterung sind bereits fast fertig gebaut.
Es fehlt noch ein Rotorteil, die Edelstahlrohre der Wandhalterung müssen noch auf Ankerplatten geschweißt werden und natürlich wird jedes PLA Teil noch Lackiert (Grundierung, Weiß und Klarlack).
Jedes Teil ist um 15° auf der Z Achse verschoben (15 cm Bauteil Höhe). Über die gesamte Länge von 120cm bekomme so eine Verschiebung von 120° und somit eine leichte Helixform.
Die einzelnen Rotorteile sind mit mit UHU endfest 300 verklebt und zum Lackieren bereits angeschliffen.
Als Achse wird ein 20mm Edelstahlrohr verwendet. Jedes Rotorteil wird mit einer M3 Schraube durch die Achse verschraubt. Oben und unten Setze ich Gedruckte M10 Gewinde als Abschluss der Achse ein. Die Gewinde werden von den M3 Schrauben des obersten und des untersten Rotorteils gequetscht, wodurch ein Lösen verhindert wird. Oben und unten wird die Achse durch Flanschlager mit M10 Schrauben befestigt.
wie auf dem Bild zu sehen, ist auf der oberen Wandhalterung bereits das Anemometer aufgesetzt. Unten soll dann der Generator befestigt werden.
Bis dahin läuft eigentlich alles ganz gut.
Jetzt aber zum fraglichen Teil des Projektes:
1. Der Generator.
Selbst verständlich will ich den auch selber bauen und habe schon mal ein klein wenig geplant... Leider habe ich von der Thematik gar keine Ahnung und auch nach Stunden langem Lesen hier im Forum sind immer noch offene Fragen.
Der Plan:
Der Generator wird selbst nur einen Durchmesser von ca. 18 cm haben (Scheibengeni). Ich will mit 9 Spulen, 12 Magneten arbeiten. Ich möchte N52 Magnete mit den Maßen 30x10x5 verwenden. Der Luftspalt wird 8 mm betragen. Die Kupferspulen werden mit 0,6mm Draht gewickelt (76 Windungen). Der Stator wird aus Epoxid gefertigt... 3D-Druck bietet sich hier nicht an.
Hier mal eine Spule:
Hier kommt allerdings schon die erste Frage auf. Das Spulenloch habe ich jetzt so geplant, dass der Magnet locker rein passt. Ist das richtig so? Oder muss der Magnet überstehen?
2te Frage: Der Spulenabstand... welchen Einfluss hat der Spulenabstand? Nur auf die Baugröße oder gibt es da Vor- bzw. Nachteile beim Wirkungsgrad?
3te Frage: Die Scheibe mit den Magneten wollte ich ursprünglich auch Drucken:
Allerdings kann ich nicht abschätzen wie hoch die Belastung der Scheibe sein wird. Sowohl mechanisch als auch thermisch.
Also war meine Idee noch ein 3mm Stahlblech auf die Rückseite zu kleben (mit UHU endfest 300). Das würde zumindest die mechanische Belastung erhöhen. Sollte ich hierbei lieber auf 3D Druck verzichten und vll. lieber gleich eine Stahlronde verwenden?
Nächste Frage wäre dann auch: Müssen sich die gegenüberliegenden Magneten anziehen? Oder Abstoßen? Den Punkt habe ich noch nicht ganz verstanden. Wozu genau benötige ich die 2te Magnetscheibe? Gibt es da auch Alternativen?
Ich denke mal das sollte vorerst zum Geni reichen.
Aber keine angst, es geht gleich weiter mit Fragen.
Jetzt zum Thema Batterie laden. Ich will einen Laderegler zum Laden der 12V Batterie verwenden. Allerdings habe ich recht schnell bemerkt, dass die Laderegler für Windkraft sau teuer (für ein Projekt wie meines) sind. Was steckt da für Magie drin, dass man so viel Geld dafür bezahlen soll? Und was macht der 500€ Laderegler besser als der noname 40€ Laderegler auf Ebay? -> natürlich im Bezug auf mein mini Windrad. Wenn der eine 40 A ab kann und der andere nur 10 A ist zumindest einer der Unterschiede klar. Aber in solche Größenordnungen komme ich ja gar nicht. Bestimmt gibt es aber noch wesentliche Qualitätsunterschiede oder?
So, fürs erste fällt mir nichts mehr ein... jetzt muss ich auch erstmal wieder durchatmen
Grüße
Hannes